工業(yè)4.0又稱第四次工業(yè)革命，對中國傳統(tǒng)食品制造業(yè)帶來顛覆性的改變，也會給新興食品工業(yè)帶來更多的機遇和發(fā)展空間。智能工廠、智能生產將成為未來食品工業(yè)發(fā)展主流。我國將大力支持智能化食品工業(yè)的發(fā)展，未來，食品機械用武之地將更加廣泛。 
    一、食品工業(yè)4.0模型的四大主題 
    中國特色食品工業(yè)4.0不應該只有智能工廠和智能生產，還應該打通從終端消費者到種子時的全程可聽可視系統(tǒng)----智能信息系統(tǒng)。并且智能信息系統(tǒng)灌穿整個循環(huán)鏈中，形成獨立的系統(tǒng)。所以在食品工業(yè)4.0中，應該分成智能工廠、智能生產、智能物流、智能信息等四大系統(tǒng)來探討或者來實現(xiàn)。 
    智能工廠 ，重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現(xiàn)。 
    智能生產 ，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產和物流過程中的應用等。 
    智能物流 ，主要通過互聯(lián)網、物聯(lián)網、務聯(lián)網，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。 
    智能信息系統(tǒng) ，主要是智能工廠、智能生產、智能物流各系統(tǒng)內部以及系統(tǒng)之間的信息交換，智能物流系統(tǒng)里面包含了作為終端消費者的產品需求和服務需求。 
    這四個部分又都分別由各個跨越行業(yè)的企業(yè)和部門組成。所有智能生產、智能工廠、智能物流都需要智能信息系統(tǒng)的支持才可能實現(xiàn)其運行。這是一個立體空間式跨行業(yè)邊界的可聽可視的協(xié)作系統(tǒng)。更透明、更直接的信息獲取系統(tǒng)和獲取更為高效便捷的產品與服務。 
    二、智能食品工廠模型 
    一個智能食品工廠可能與七個體系多個行業(yè)有關。由不同的單位為智能食品工廠提供不同的產品和服務，在先進通訊技術和網絡虛擬空間環(huán)境下充分協(xié)作，跨越時間和空間的即時反應來實現(xiàn)需求方的訂單。 
    智能運輸工具廠接到食品工廠、食品研究院、食品技校、陸海空物流企業(yè)、智能農場、食品原料供應商、食品機械廠對運輸工具的采購需求后，通過系統(tǒng)審核，通過后由系統(tǒng)回復需求方接受訂單并進入訂單生產階段，未通過則由系統(tǒng)回復需求方需作訂單修改或者協(xié)商訂單。需求方接到回復提示后系統(tǒng)自動作出下一步的安排。 
    食品研究院生產流程設計。在一個智能化工廠里，產品零部件、工具、運輸箱、機器等每一個環(huán)節(jié)都配備有傳感器和通信設備，以便進行數(shù)據(jù)交換和業(yè)務溝通。這種全面的信息自動化代表了當前最先進的制造業(yè)水平。為進一步優(yōu)化生產，企業(yè)需按以下順序不斷改進工業(yè)流程：產品設計、生產規(guī)劃、生產工程、生產實施以及生產服務。其中，服務環(huán)節(jié)還包括：產品維修及維護，以及節(jié)能環(huán)保服務等。食品生產流程的設計首先要考慮食品品種的不同特性，在每一個生產過程中可能產生的物理的和化學的變化。食品在各生產環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的次品的返工返修，廢品的報廢流程、食品經銷商及終端消費者反饋回來的產品缺陷信息處理等。食品下腳料、報廢品、附屬廢品的處理是否實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的規(guī)范要求等等。所有上述流程都需要智能設備的監(jiān)控和實施。 
    食品職業(yè)技校培訓體系應該在食品生產流程的基礎上，充分考慮食品流程需要配備什么樣的技術人才，技術人才需要哪方面的知識等來設計課程，以滿足智能生產的需要，更要考慮到智能設備設施的更新?lián)Q代所需要的技術知識和技能，針對性的分別設計理論和實踐課程。 
    陸海空物流供應體系的建立，需要滿足各環(huán)節(jié)智能設備的需要以及供應物資及產品的及時性、準確性送達，不同客戶需求，選擇不同的運輸工具、運輸方式、收費標準等。物資移動的智能化自動化程度的實現(xiàn)過程設計。 
    智能農場供應鏈和食品材料供應鏈：此供應鏈的支持軟件應該具備分析食品的生產周期，食品原材料、包裝材料、農產品的生產周期，材料運輸周期、材料供應周期、預估訂單量和最大產能，運動或者變化中的安全庫存量自動計算與報警系統(tǒng)鏈接等，此供應鏈的智能化可能可以實現(xiàn)各種材料在使用時準確的時間點送到工廠現(xiàn)場，當食品產成品剛生產出來后，物流系統(tǒng)的運輸工具剛好到了裝卸現(xiàn)場，及時地將產成品運輸?shù)叫枨蠓街付ǖ牡攸c。并且努力實現(xiàn)從現(xiàn)場A到現(xiàn)場B再到現(xiàn)場C再到現(xiàn)場D，均是滿負荷的運輸，不會空車運輸浪費資源。 
    智能食品機械廠除了向食品廠提供食品機械外，還有遠程設備監(jiān)控系統(tǒng)來實時監(jiān)控賣出去的設備的運行狀態(tài)，當設備的參數(shù)偏離正常范圍值時，監(jiān)控系統(tǒng)自動嘗試修正參數(shù)，當系統(tǒng)不能自動修正時，會自動報警，請求工作人員協(xié)助遠程修正技術參數(shù)。如果不能遠程修正，可能會向離生產設備最近的技術人員發(fā)出指令，要求服務人員到現(xiàn)場修正，最大限度地保證設備滿負荷全天候運行，當設備出現(xiàn)故障時，也可以把各項成本和損失降到最低。 
    以上各農場，食品加工廠、食品職業(yè)學校、食品研究院，陸海空物流企業(yè)、運輸工具制造企業(yè)，食品貿易的線上和線下銷售企業(yè)，均在一個信息共享平臺，可以通過信息平臺獲取各種企業(yè)即時資訊。即時信息互通也有利于互為供需方的企業(yè)與企業(yè)之間的協(xié)作更為密切，更為高效。比如食品研究院在設計生產流程的時候，可能需要來自食品機械廠、農場、材料供應商等各個與食品生產有關的信息，才有可能設計出更科學更合理、智能化程度更高的食品生產工廠的設施設備。 
    這個信息系統(tǒng)可能打破了行業(yè)的邊界，打通了行業(yè)之間的協(xié)作，形成了跨越邊界的產業(yè)鏈。在這條產業(yè)鏈中，己經不再是某個企業(yè)內部的數(shù)據(jù)交換了，而是通過跨企業(yè)和跨行業(yè)的大數(shù)據(jù)交換來實現(xiàn)智能化程度的提高。 
    三、智能食品生產模型 
    相對于高精尖的產品，那些對于科技含量要求不高的產品，即使在體積、重量上超過前者，其價值卻遠少于前者。運輸成本份額在產品總份額中的比例還是相當大的。假設生產商將其產品生產場地設置在產品投放產地附近，雖然能減少一定的運輸成本，但卻分散了生產且增加了生產的復雜性。這就是一個矛盾體，大眾化休閑食品就是這樣的一個產品。請問，是集中工廠生產，把各地的原材料都集中到一個工廠生產成本更低，還是在產地設工廠生產，把產成品發(fā)往消費者需求地的成本更低呢 
    但是，設備的自動化、先進的通訊技術和網絡虛擬空間系統(tǒng)可能會給這種生產的復雜性找到解決的答案。 
    食品研究院對食品工廠在生產過程中的實際生產操作是否符合技術流程參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)控和可視監(jiān)控，對偏離技術參數(shù)的環(huán)節(jié)報警并進行自動化的參數(shù)修正。 
    食品職業(yè)技校監(jiān)控食品生產過程當中操作人員的操作是否符合技術參數(shù)要求，比如設備開啟、系統(tǒng)開啟的用時多少、操作過程是否出現(xiàn)多余操作，人工操作環(huán)節(jié)的用時和完成量數(shù)據(jù)監(jiān)測，如果數(shù)據(jù)不在操作標準的范圍，系統(tǒng)自動提示是否需要進行再培訓再培訓環(huán)節(jié)是否有備選的職務代理人選等等。 
    食品貿易商訂貨供貨系統(tǒng)，設置了安全庫存，低于安全庫存時，系統(tǒng)自動報警，指定人員作出選擇，是否啟動訂貨系統(tǒng)，如果啟動，只要按下按鍵，系統(tǒng)自動向食品工廠下達訂貨單。當客戶向食品貿易商訂貨，貿易商系統(tǒng)自動檢測庫存是否可以滿足訂單需求，如果是，啟動按鍵，系統(tǒng)自動進入供貨系統(tǒng)。 
    陸海空物流配送系統(tǒng)接收到各行業(yè)各企業(yè)的物流指令，系統(tǒng)自動分配物流工具和人員，規(guī)劃出路線圖，發(fā)送給需求方，進行定位跟蹤。 
    食品研究院產品研發(fā)系統(tǒng)。收集客戶服務系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的關于客戶需求、市場行情、競爭態(tài)勢，市場潛力，未來市場預測等信息，由計算機系統(tǒng)自動生成研發(fā)方向，并由3D打印機打印出經過系統(tǒng)分析而生成的新產品。也就是說，食品的新產品研發(fā)可以點一下鼠標或者按鍵，在幾秒鐘的時間里面就完成了設計，在幾個小時的時間里面，新研究開發(fā)的食品就交貨了。 
    讓我們來看一些案例： 
    在2012年，中國共有42款新手機問世。消費品行業(yè)中，漢高集團生產的清潔產品有42%的投產時間都不到三年。與此同時，該集團的旗下品牌，碧浪、寶瑩、施普雷和白黎斯總共推出了37款產品。它們利用眾多的產品種類，打敗了對手。產品種類的增加和研發(fā)周期的減少成為了所有行業(yè)的發(fā)展趨勢。與此同時，這種趨勢帶動了企業(yè)成本的變化并令企業(yè)內部結構更加復雜。 
    需要強調的是，新產品的研發(fā)的速度和數(shù)量，對于任何企業(yè)來說，可能都是核心競爭力之一，占有新產品研發(fā)的優(yōu)勢的企業(yè)，更具成長性和競爭力。一個企業(yè)擁有一個新產品研發(fā)能力強的團隊，也就擁有了核心競爭力。而智能化的產品研發(fā)不論在時間上和空間上，都更具挑戰(zhàn)性和競爭力。